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2016-08-29 14:45
来源：新东方整理
作者：上海新东方
本次新东方A-level课堂为大家请到了新东方漆洋老师来讲讲物理的那些事儿，这次为同学们分享的主题是Something about Radioactive Decay
开始前，先让我们回顾下关于atom(原子)的一些知识点。
关于原子
每个atom都由proton(质子) neutron(中子)和 electron(电子)组成，其中protons和neutrons的数量我们统称为nucleon number，用A表示。proton number用字母Z表示。一个原子内，有相同数量的proton和electron。
如图：
一个N atom里，有Z个proton，Z个electron，(A-Z)个neutron。
另外，isotope指的是具有相同proton number，不同neutron number的atom。
有一些元素，它们原子核内部不稳定，因此会从原子核中放射出粒子和能量变成比较稳定的其他元素。这些元素我们称为radioactive(放射性)元素。
可能发生的三类decay是：
Alpha decay (α-decay)
beta decay (β-decay)
gamma decay (γ-decay)
下面我们就来了解一下这三种衰变。
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α-decay
α-decay其实就是该原子的原子核释放出了一个α particle(包含2个neutron，2个proton)，大家也可以记成氦(Helium) 的原子核。α particle带正电。
其中，前者N被称为 parent nucleus,后者N'被称为daughter nucleus。
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β-decay (3种)
1.beta decay:
原子核内部的一个中性的neutron.变身为带正电的proton,同时放出一个带负电的electron和一个antineutrino
2. positron emission：
原子核内部的一个带正电的proton变身为中性的neutron,同时放出一个带正电的positron和一个neutrino
对于neutrino，我们现在仅需要知道：a.它存在 b.它是中性 c.它的质量非常小，在计算decay时，我们视它的质量为0
3.Electron capture:
即原子核吸收掉一个外层电子，使得核内的一个proton变身为neutron。整个过程中，吸收掉的电子会消失，同时proton变身后也会放出一个neutrino。
γ-decay
从一个原子的excited state到ground state所放出photon(光子) [以后讲到photon的时候会进一步阐述]，γ-decay一般是伴随着α-decay或者β-decay发生。
简单总结一下三种radiation的一些特性。
Particle Charge & Mass
α 带正电且最重
β 带负电且mass次之
γ 不带电无rest mass (粒子处于静止状态时所具备的mass)
Particle Penetrating power (穿透力)
α: 可被一张薄纸或者几厘米的空气所吸收。这个过程中，α-particles会失去动能，获取空气中的两个电子，变身成为中性的Helium atom。
β: 可被几毫米的金属所吸收，例如 aluminum(铝)
γ: 不会被几厘米的lead(铅)或几米的concrete(混凝土)完全吸收
下面我们说说如何计算decay中的能量变化。
E=mc²代表的是什么呢?我们大概的普及一下：
Einstein提出hypothesis (假说): energy has mass. 即当一个system(系统)中的mass增加，那么一定是有energy的增加。而当一个system释放出energy，这个system的mass就会减少。
因为c恒定，所以能量完全由mass的变化带来。过程中的能量变化我们称为disintegration energy。
在计算质量时，我们引入了一个新的单位u(amu): unified atomic mass unit
在进行相关计算时，所需各isotope(同位素)的mass都会给出。而这些mass都是rest mass。因为当粒子在运动时，它的mass会增大。举个给出mass的栗子｡◕‿◕｡：
让我们欢乐地复习下出现的单词吧~ 他们分别是什么意思呢?请检查下，你是否都掌握了吧!
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